一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无需炸药，且成本低廉的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置及方法。装置包括预钻孔、高压气瓶，预钻孔内设有水囊，水囊内封装有用于传递压力的液体，预钻孔的孔口密封，高压气瓶的出气口连接气管的进气端，气管的出气端伸入预钻孔内。
【专利说明】
一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置
技术领域
[0001]本实用新型属于岩石破碎技术领域，具体涉及一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置。
【背景技术】
[0002]岩石的破碎方法主要包括人工破碎、机械破碎和爆破，与前两种方法相比，爆破具有不无比拟的生产效率优势。
[0003]传统的岩石爆破需要使用炸药，炸药是通过化学反应产生高温高压的气体，炸药爆破成本低、效率高，但也有一些无法克服的缺陷:施工工艺复杂;振动与噪音很难控制;产生有毒气体。另外由于反恐形势严峻，政府对炸药的使用控制很严，尤其是对于人口密集的市区。
[0004]国外煤矿开采中为避免传统炸药引起的瓦斯爆炸，使用一种高压气体爆破的方法，该方法使高压气体直接作用于煤层，由于气体的压力传播速度远低于液体，采用该方法采煤大块率高，正好满足煤矿开采的需要，与煤矿开采相反，岩石开挖则要求大块率低，因为大块岩石需要二次破碎。同时由于气体的压缩膨胀性，为使煤层钻孔充分爆炸，需要提供很高的初始气压值(10MPa左右)，目前主要通过液体C02气化来实现，这对仪器材料和作业程序提出了很高的要求，而且液体C02生产与保存成本不菲。
[0005]近几年来国内也发展出一种岩石破裂方法，称静爆剂法或无声破碎法，这种方法是利用两种物质发生化学反应时体积膨胀的性质，具有无振动、无噪声、无有害气体的特点，但从装药到岩石破碎需要很长的时间(有时甚至需要一天的时间)，且静爆剂无法重复利用，因此成本较高。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无需炸药，且成本低廉的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置。
[0007]本实用新型的目的是这样实现的:
[0008]—种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置，包括设置在待爆破岩石上的预钻孔，所述预钻孔的内部设有水囊，所述水囊内封装有用于传递压力的水，所述预钻孔的孔口密封，还包括位于预钻孔外部用于提供气压的高压气瓶，所述高压气瓶的出气口连接气管的进气端，所述气管的出气端伸入预钻孔内。
[0009]为了密封水囊内的水，防止渗漏，优选地，所述水囊采用乳胶套，乳胶套的套口扎紧。
[0010]为了使气管的出气端能够顺利释放高压气体，优选地，所述水囊与气管的出气端之间留有出气空间。
[0011]为了控制高压气瓶的开、停气，以及控制排气速度、爆破时间，优选地，所述气管上设有阀门。
[0012]为了在气管阀门的控制下，同时对一个或多个预钻孔同时进行爆破，优选地，所述高压气瓶对应多个预钻孔，各预钻孔分别通过气管连接高压气瓶。
[0013]为了有效密封预钻孔的孔口以及固定气管，防止释放高压气体时气管脱出预钻孔，优选地，所述预钻孔通过速凝混凝土封口。
[0014]优选地，预钻孔根据工程施工需要，沿任意角度设置。
[0015]由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果:
[0016]1、高压气体通过高压气瓶储存，瞬间释放，完全不需要炸药、静爆剂，高压气体的来源可采用廉价无毒空气，爆破成本低，且不会产生有毒气体，同时，振动、噪声较小，且效率高。
[0017]2、水通过乳胶套装入孔内，可实现水平孔内装水，而且能防止水渗漏；由于钻孔内空间被水充满，进入钻孔内气体膨胀率很小，减小了压力损失；另一方面，水作为传递压力的介质，其可压缩性低，能量传递效率高，且能够均匀地传递压力，从而在爆破过程中，使岩石破碎较为均匀，小块率高，同时抑制了飞石，降低了粉尘量，由于爆破压力可由高压气瓶精确控制，可以很容易地将爆破产生的震动和噪音控制在设定范围内。
【附图说明】
[0018]图1为隧道开挖时本实用新型的示意图；
[0019]图2为多个预钻孔同时进行爆破时本实用新型的示意图；
[0020]图3为边坡开挖时本实用新型的示意图。
[0021]附图标记
[0022]附图中，I为待爆破岩石，2为已开挖隧道，3为水囊，4为水，5为预钻孔，6为速凝混凝土，8为高压气瓶，9为气管，10为阀门。
【具体实施方式】
[0023]参见图1至图3，为外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置的3种较佳的实施例。
[0024]实施例1
[0025]参见图1，本实施例中，本装置用于隧道开挖时进行岩石爆破，包括沿水平方向设置在待爆破岩石上的预钻孔，所述预钻孔的内部设有水囊，所述水囊填充预钻孔内90 %以上的空间，所述水囊内封装有用于传递压力的水，本实施例中，所述水囊采用乳胶套，乳胶套的套口扎紧。所述预钻孔的孔口密封，本实施例中，所述预钻孔通过速凝混凝土封口。还包括位于预钻孔外部用于提供气压的高压气瓶，所述高压气瓶的出气口连接气管的进气端，所述气管的出气端伸入预钻孔内，本实施例中，所述水囊与气管的出气端之间留有出气空间，所述气管上设有阀门。
[0026]实施例2
[0027]参见图2，同时对3个预钻孔同时进行爆破，所述高压气瓶对应3个预钻孔，各预钻孔分别通过气管连接高压气瓶。本实施例的其他技术特征与实施例1相同，不再赘述。
[0028]实施例3
[0029]参见图3，本实施例中，本装置用于边坡开挖时进行岩石爆破，预钻孔沿竖直方向设置，本实施例的其他技术特征与实施例1相同，不再赘述。
[0030]—种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的方法，该方法包括以下步骤:
[0031]步骤I，在待爆破岩石上钻孔，形成预钻孔；
[0032]步骤2，将水囊放入预钻孔内，向水囊内注满水，再将水囊密封；
[0033]步骤3，将与高压气瓶相连的气管伸入预钻孔内；
[0034]步骤4，通过速凝混凝土将预钻孔封口；
[0035]将高压气瓶加气压至设计值，高压气瓶的气压设计值根据岩石的坚硬程度选取，本实施例中，高压气瓶加气压至15_25MPa。
[0036]步骤5，开启气管上的阀门，高压气体进入预钻孔内，将高压气体的压力作用于预钻孔内的水囊上，水囊内的水柱产生高压，将周围的岩石瞬间胀裂、破碎，完成爆破。
[0037]岩石爆破方法不仅仅局限于上述实施例，高压气瓶也可以在爆破前，预先加气压至设计值。
[0038]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置，包括设置在待爆破岩石上的预钻孔，其特征在于:所述预钻孔的内部设有水囊，所述水囊内封装有用于传递压力的水，所述预钻孔的孔口密封，还包括位于预钻孔外部用于提供气压的高压气瓶，所述高压气瓶的出气口连接气管的进气端，所述气管的出气端伸入预钻孔内。2.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置，其特征在于:所述水囊采用乳胶套，乳胶套的套口扎紧。3.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置，其特征在于:所述水囊与气管的出气端之间留有出气空间。4.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置，其特征在于:所述气管上设有阀门。5.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置，其特征在于:所述高压气瓶对应多个预钻孔，各预钻孔分别通过气管连接高压气瓶。6.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置，其特征在于:所述预钻孔通过速凝混凝土封口，用于密封预钻孔的孔口以及固定气管。7.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置，其特征在于:预钻孔根据工程施工需要，沿任意角度设置。
【文档编号】E21C37/06GK205558909SQ201620353488
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】许年春, 刘东燕, 李东升, 赵宝云, 王国胜, 王丽萍, 吴同情, 黄伟
【申请人】重庆科技学院, 许年春